DE2220936C3 - Hydraulische Vorrichtung zum Aufbrechen und Bohren von Erdformationen - Google Patents
Hydraulische Vorrichtung zum Aufbrechen und Bohren von ErdformationenInfo
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/2607—Surface equipment specially adapted for fracturing operations
Description
in
40
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Vorrichtung zum Aufbrechen und Bohren von Erdformationen, mit
zumindest zwei alternierend beaufschlagbaren Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten, durch die ein Arbeitsmittel
mit extrem hohem Druck einem Bohrloch zuführbar ist, mit getrennt angeordneten Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten,
die in Reihe mit den Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten verbunden sind, mit einer Druckmittelquelle
zur Beaufschlagung der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten und mit einer Steuerung, durch weiche die vt
Kolben der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten beim Rückwärtshub mit einer größeren Geschwindigkeit
bewegbar sind als beim Arbeitshub und durch weiche der zurückgezogene Antriebskolben vor Entlastung des
anderen Antriebskolbens mit Druckmittel beaufschlag- r>ri
bar ist.
Das hydraulische Beaufschlagen von Bohrlöchern, wie z. B. beim Aufbrechen geologischer Formationen
neben tiefen Schachtbohrungen, das Abschürfen durch Bohren und dergleichen bieten wegen der Tiefe der bo
aufzubrechenden Erdformation, der erforderlichen, zu erzeugenden hohen Drücke, der korrosiven und
verschleißenden Eigenschaften der zu pumpenden Fließmittel, der langen Pumpzeiten und verschiedener
anderer, den Fachleuten bekannter Faktoren schwierige es
Probleme.
Bisher war es üblich, diese Tätigkeiten oft durch eine Reihe von mechanisch angetriebenen oder Drehkurbelgetriebepumpen
durchzuführen, die relativ kurze Hübe und recht hohe Umläufe pro Minute, beispielsweise
Hübe von 20,3 cm und 120 Umläufe pro Minute haben. Solche Pumpen neigen zur Ermüdung und fallen
ziemlich schnell aus, wenn sie für Bohrungsantriebe oder das Vorantreiben von Bohrlöchern verwendet
werden, und zwar wegen der extremen Drücke und der hohen Umläufe pro Minute Betriebsgeschwindigkeit
und weil Jas Arbeitsfließmittel entweder verschleißend
ist (es enthält viel Feststoffe oder eine hohe Sandkonzentration) oder korrosiv (enthält eine hohe
Wasserstoffkonzentration) oder beides, wodurch die Ventile und Packungen sich leicht abnutzen und
wirkungslos werden.
Eine hydraulische Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der britischen Patentschrift 11 19 983
bekannt. Dort erfolgt das Umsteuern des Druckmittels
durch ein Ventil derart, daß beim Ankommen des Vorrichtungskolbens an seinem oberen Totpunkt das
Ventil in eine mittlere Stellung gebracht wird, in welcher
das Druckmittel von einer Pumpe in beide Vorrichtungszylinder strömt, so daß die Bewegung des einer.
Vorrichtungskolbens, der sich seinem oberen Totpunkt nähert, verlangsamt wird und der andere Vorrichtungskolben sich zu bewegen beginnt Sobald dies der Fall ist,
wird das Ventil in seine andere Endstellung gebracht so daß dann nur noch der zweitgenannte Vorrichtungskolben
beaufschlagt tfird, während der erstgenannte Kolben seine Rückwärtsbewegung in die Ruhestellung
beginnt. Bei der bekannten Vorrichtung bleibt die Kompression des Arbeitsmittels und des Druckmittels
unberücksichtigt. Bei sehr hohen Drücken kann die bekannte Vorrichtung infolgedessen nicht verwendet
werden, ohne daß es zu einer kurzen Verzögerung des Kolbens und damit einer Druckschwankung der
Arbeitsmittelzufuhr kommt, bis ein Druckausgleich erfolgt ist.
Es ist auch schon bekannt, sowohl die Geschwindigkeit beim Rückhub der Antriebskolben größer zu
machen als beim Vorwärtshuh als a\. :h den zurückgezogenen
Antriebskolben vor Entlastung des anderen Antriebskolbens unter Druck zu setzen. Es ist aber nicht
zweckmäßig, den Vordruck so hoch zu wählen, wie in den bekannten Fällen vorgesehen.
Nach der US-Patentschrift 32 34 882 ist schließlich auch nach eine Anlage bekannt, bei der ein Vordruck
vorgesehen ist; sie unterscheidet sich aber erheblich von der gemäß der Erfindung. Bei der hiernach bekannten
Anlage erfolgt der Rückhub der Kolben durch Übergang von hydraulischem Fließmaterial zwischen
den Zylindereinheiten, und es wird zusätzliches Fließmittel eingeführt, wenn man einen schnellen
Rückhub wünscht. Dieser Vordruck wird in nachteiliger Weise durch Trommelsteuerventile eingestellt, die
bekanntlich nicht so zuverlässig arbeiten wie die Differentialabsperrventile. Außerdem werden in der
bekannten Anlage drei unterschiedliche Druckniveaus verwendet, wodurch sie kompliziert wird. Insbesondere
aber wird für das Ein- und Ausströmen zu bzw. von den Hauptzylindern ein weiteres Trommelsteuerventil verwendet,
daß zu einer kurzzeitigen starken Druckveränderung führt, weiche die gleichmäßige Strömung
unterbricht. Da schließlich die bekannte Anlage mit einer festen Fließgeschwindigkeit arbeitet, muß die dort
verwendete Pumpe stets mehr hydraulisches Fließmittel (Öl) bzw, unter einem höheren Druck fördern, als es für
den normalen Betrieb nötig wäre, Dadurch ergibt sich ein Energieverlust, Auch ist das bekannte System nicht
ohne weiteres an veränderte Zustände anzupassen, vielmehr muß dort jedesmal der Fließdruck eingestellt
werden.
Durch Druckimpulse oder Obergangsschwankungen wird die Ermüdung der Anlageeinheiten beschleunigt i
Daher kann man mit den bekannten Vorrichtungen Schächte oder Bohrlöcher nicht in der erwünschten
wirksamen und gewinnversprechenden Weise vorantreiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die m eingangs beschriebene Vorrichtung dahingehend zu
verbessern, durch die Kompression des Arbeits- und Druckmittels bewirkte kurzzeitige Unterbrechungen
der Bewegung der Arbeitszylinder und der damit verbundenen Dnickschwankungen im Arbeitsmittel zu r,
vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zusätzlich gesteuerte Differntial-Absperrventile
aufweist, durch welche der zurückgezogene Antriebskolben vor Entlastung des anderen j»
Antriebskolbens mit einem Vordruck beaufschlagbar ist, der geringer ist als der Arbeitsdruck der Druckrniitelquelle.
In vorteilhafter Weise wird der zurückgezogene
Antriebskolben mit einem Vordruck beaufschlagt, der etwas geringer ist als der Druck der Druckmittelquelle. r.
wobei dieser Vordruck mittels der Steuerung bereits zu einem Zeitpunkt aufgebaut wird, bevor der andere
Antriebszylinder entspannt wird. Dadurch wird eine gleichförmige und nicht unterbrochene Arbeitsmittelzufuhr
erzielt. Bei der hydraulischen Vorrichtung gemäß jo
der Erfindung ist es möglich, einen langen Hub und eine geringe Anzahl Druckumläufe (die Ermüdung und
Abrieb verursachen) zu erreichen, wodurch die Lebensdauer der Vorrichtung vergrößert wird. Die Druckschwankungen
in der Ausgangsleitung können in j> vorteilhafter Weise minimal gehalten werden, so daß
auch die Pumpenanlage nicht übermäßig beansprucht wird. Bei Drücken von 0,7 bis 1.4 kg/cm2 oder mehr ist es
möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch tiefe Bohrlöcher voranzutreiben. Auch ist der Betrieb w
und die Wa .ung preiswert.
Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind für die Rückbewegung der Antri=bs-Kolben
getrennte Rückholzylinder und eine getrennte Energiequelle vorgesehen, wobei die Rückbewegung der 4-1
Arbeitskolben nach der Druckentlastung und vor der Beaufschlagung mit dem Vordruck unabhängig von der
Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet ein Zusammenwirken
des Ventilsystems mit einem pneumatischen w Steuerschaltkreis statt, mit welchem die Kolben
schneller zurückgeführt werden können als sie ausfahren, so daC eine Zeitdauei geschaffen wird, in welcher
die Rückholkolbenzylindereinheit mit Druck beaufschlagt wird, während der ausfahrende Kolben für die r,
Umkehr verlangsamt wird. Sobald der ausfahrende Kolben umkehrt, betreiben die Ventilanlage und die
pneumatische Steuerschaltung die mit Druck beaufschlagte Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit zur Schaffung
der praktisch impulsfreien Ausgangsströmung. Die Ventilanlagen und die pneumatischen Steuerschaltunjen
sind kompakt zusammengebaut und schaffen die Möglichkeit, daß die hydraulische Vorrichtung nahezu
kontinuierlich und ziemlich frei von Wartungskosten arbeitet.
Dadurch ist auch eine wirtschaftlichere Herstellung und Tätigkeit, selbst bei weniger ergiebigen Schichten
als in der Vergangenhek ,nöglich, so daß man Schächte
oder Bohrlöcher voran?; eiben kann, die früher nicht abtrqgungsfähig waren.
Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sirh
aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Zweizylinderdruckverstärkers
nach der Erfindung, der auf der Ladefläche eines Lastwagens befestigt ist,
F i g. 2 eine Zusammenstellung der einzelnen Anlagezeichnungen, die in den F i g. 3A bis C gezeigt sind,
Fig.3A eine schematische Anlagenzeichnung unter
Darstellung des Aufbaues der Verstärkerkolben, der Luftzuführeinheit, des Akkumulators, des Zuführtanks
und der Hauptventilstation für die vorliegende Erfindung,
Fig.3B eine schematische Anlagenzeichnung unter Darstellung der pneumatischen Steuertafel für die
Erfindung und
Fig. 3C eine schematische Anlagenzeichnung unter Darstellung einer Hauptpumpeneinheit für die Verwendung
mit der Erfindung.
Die bevorzugte Ausführungsioriii icr Erfindung
besteht aus einem Zweizylinderdruckverstärker, der das Druckmittel unter hohem Druck in ein gleichmäßig
strömendes, mi: verstärktem Druck fließendes Arbeitsmittel umwandelt, insbesondere zum Aufbrechen von
Erdformationen neben Bohrungen oder dergleichen. Die Vorrichtung schafft dies mit zwei Verstärkerkol
ben-Zylinder-Einheiten mit recht langen Vor- und Rückhüben und großen Durchmesser.! zur Verkleinerung
der Arbeitsfrequenz und sorgt für eine Relativbewegung der Kolben-Zylinder-Einheiten derart, daß die
Druckschwankungen im Arbeitsmittelausgang minimal bleiben, um einen verbesserten Wirkungsgrad und
verbesserte Lebensdauer zu schaffen.
Die Verstärkereinrichtung der Fig. 1 nach der Erfindung ist auf der Ladefläche eines Lastwagens
befestigt und weist zwei Arbeitskolbenzylindereinheiten PA und PB auf, welche das Arbeitsmittel über Finlässe
20 aufnehmen und über Auslässe 21 am Ende des Lastwagens abgeben, sowie Antriebs-Kolben-Zylinder-Ei'
heiten RA und RB, die mit der Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheit
PA bzw. PB verbunden sind. Der Lastwagen trägt einen Versorgungstank TX für Antriebsmittel,
vorzugsweise Hydrauliköl. Eine Turbine IM X treibt zwei Hauptpumpen PX und P2 an die Antriebs- oder
Druckmittel vom Tank TX zu einer Ventilstation MX, welche danach Fließmittel zu den Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten
RA und RB führt und die Vorwärtspumpenhübeder Kolben-Zylinder-Einheiten bewirkt.
Der Verstärker weist auch eine Energiequelle, z. B. einen vorgeladenen Akkumulator 4Cl für den Antrieb
von Zwillingsrückholkolbenzylindern QA und QB auf (die K.elben-Zylinder QB sind in Fig. 1 nicht gezeigt),
um die Rückhübe der Kolben-Zylinder-Einheiten zu bewirken. Eine Dxselmaschine D X treibt iwei nicht
dargestellte kleine Pumpen an, welche den Akkumulator ,4CI und die Hauptpumpe PX bzw. P2 sowie auch
einen nicht dargestellten Kompressor versorgen. Der Kompressor führt Luft einer pneumatischen Steuertafel
APX zu, die auf einer Seite des Lastwagens befestigt ist
und die Ventilstation MX in Abhängigkeit von der Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheiten steuern kann.
IfI Fig.3A ist eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung gezeigt, in der die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten RA und RB Durchmesser von 22,86 cm haben
und die Kolben in der Lage sind, auf 1,778 m langen Hüben in den Hydraulikzylindern 22 und 23 mit
Einlaßöffnungen 24 und Auslaßöffnungen 25 hin und herzulaufen. Die Arbeits^Kolben-Zylinder-Einheiten PA
und PB haben Durchmesser von 10,16 cm und deren Kolben oszillieren in den hydraulischen Zylindern 27
und 28. Brückenteile 30Λ und 30ß, welche Stößelnocken -;
31 und 32 tragen, sind zwischen den Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten PA und Pßbzw, den Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten
RA und RB vorgesehen. Die Zwillingsrückholkolben QA und QB sind in den
Zylindern 34 angeordnet und an gegenüberliegenden in Enden mit der jeweiligen Brücke verbunden, vorzugsweise
auf gegenüberliegenden Seiten jeder Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheit,
um die Zylindereinheiten bei ihren Rückhüben zu bewegen.
Im folgenden wird der Akkumulator ACi beschrie- r>
beti. Dieser ist mit Druck- oder Antriebsmittel auf etwa 70,3 kg pro cm2 vorgeladen und hat zwei Zweigleitungen
35 und 36 mit Absperrventilen V 12,4, und K12ß,die
mit den Kückhotzyündern 34 verbunden sind. Eine
kleine Hilfspumpe P 3 (etwa 1356 mJ pro Std.), die von >o
der Dieseimaschine D1 angetrieben ist, kann den
Akkumulator durch Zufuhr von Antriebsmittel vom Tank Ti über Filter F2 zu einer Kreuzstelle 38 zu der
Akkumulatorladeleitung 40 laden, die mit dem Akkumulator ACi und den Leitungen 35 und 36 in Verbindung 2r>
steht. Diese Zweigschaltung weist ein Druckentlastungsventil V6 auf, welches Fließmittel zum Tank 7Ί
führen kann, wenn der Druck in den Leitungen 35 und 36 einen Wert von 70,3 kg/cm2 überschreitet. Der Akkumulator
Ad führt 70,3 kg/cm' Fließmittel den Rückhol- 3»
kolüenzylinder QA und QB zu, um die Rückhübe der Verstärkungs-Kolben-Zylinder-Einheiten zu bewirken
und nimmt Fließmittel von den Rückholzylindern 34 auf den Vorhüben der Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten
PA und PB auf. Die Pumpe P3 trägt bei 70 kg/cm2 aus. v,
und der Austragsdruck wird durch das Entlastungsventil V13 gesteuert.
Die hydraulische Hauptpumpeneinheit ist mit BPX
bezeichnet. Gemäß den Fig. 3A und 3C kann die hydraulische Hauptpumpeneinheit BPi jede Zahl von
Pumpeneinrichtungen, vorzugsweise mit veränderbarem Ausgang, für die Zufuhr von Fließmittel zu den
Verstärker-Kolben-Zylinder-Einheiten aufweisen. Vorzugsweise ist die Einheit SPl mit zwei »Kelsey-Hayes«
- Pumpen Pl und P2 gezeigt, die hintereinan- 4·-. der durch eine veränderliche »Solar«-Turbine TMi
mit 1800 UpM Drehzahl angetrieben werden, wobei die Turbine TMi einen Ausgang von 820 kW oder mehr
aufweist. Die Pumpen Pl und P2 werden über eine Leitung 42 und Filter FlA und FiB durch eine w
Vorverdichterpu'/.jpe P4 (näherungsweise 135,6 m3 pro
Stunde) beschickt, die von der Dieselmaschine Dl angetrieben wird und deren Ausgang bei 10,5 kg/cm2
von dem Druckentlastungsventil V9 gesteuert wird.
Jede Pumpe Pl und P2 weist drei 6-Kolbenabschnitte auf, welche über entsprechende Auslässe 43 bis
45 und 46 bis 48 austragen. Die Auslässe 44 und 47 sind vorzugsweise mit den Auslassen 45 bzw. 48 verbunden,
so daß ein Abschnitt über die Leitung 501 und 51 und
zwei Abschnitte über die Leitungen 52 und 53 austragen. Die Ausgänge der Pumpe Pl und P 2 können durch die
Steuereinheiten PM 1 bzw. PM2 verändert werden, von
denen jede ein Entlastungsventil 54 aufweist, welches aus einem Hauptbeipass und dem Dnickemiastungsventil
55 und einem normalerweise offenen Pilotsteuerventil 56 besteh L
Beim normalen Betrieb führen die Pumpen Pl und P2 Druckmittel über die Leitungen 50 bis 53 zu einer
Hauptdruckmittelausgangsleilung 60, die mit der hydraulischen Hauptventilstation Mi verbunden ist. Die
Pumpeneinheit ßPl ist vorzugsweise mit einer Einrichtung
zum Verändern des Aüslaßdruckes Versehen, wenh die Turbinendrehzahi verändert wird, beispielsweise
durch eine Änderung in der Höhe, und weist einen nicht dargestellten Fernwähler auf, der in der Lage ist,
wahlweise die Solenoidventile AViViA bis Z? zu erregen,
urn entsprechend der an der Turbine erhältlichen Kraft
ausgewählte Pumpenabschnitte zu beschicken. Der Wähler wird auch für den Schutz der Pumpen Pl und
P2 vor Überlast verwendet.
Ein Druckabtastventil PV9 führt den Druck in der Leitung 50 ab und betätigt die Ventile A V 18/t und
AV 18C, wenn der Druck einen Wert von 359 kg/cm2 erreicht hat. Diese Ventile bewirken ihrerseits, daß ihre
entsprechenden Steuerventile 54 einen Abschnitt jeder Pumpe zum Tank Ti entlasten, wodurch das Ventil 55
als Entlastungsventil wirkt, und die Pumpen laufen bei
2/} Kapazität. In der vorliegenden Darstellung ist ein
Maximallastzustand, bei dem nur zwei Abschnitte jeder
Pumpe arbeiten, auf 457 kg/cm2 beim Pumpenauslaß eingestellt, und wird durch Betätigung des Solenoidventils
A V18E ausgewählt, so daß Fließmittel durch das
Entlastungsventil PV5 zum Tank Tl zurückkehrt. Normalerweise ist der Maximallastzusland jedoch
36fi kg/cm2, und dieses Druckniveau wird von dem
Entlastungsventil PV6 aufrechterhalten, das ebenfalls mit der Rückführleistung 62 in Verbindung steht.
Der Strom durch die Leitungen 50 bis 53 wird durch das luftbetätigte Absperrventil P^S gesteuert, welches
über die Leitung 65 von der Hilfspumpe P3 (F i g. 3A) hydraulisches Fließmittel aufnimmt Wenn das Ventil
PVS offen ist. wird Fließmittel über das Absperrventil PV7 und von dort über die Leitungen 50 und 52
zugeführt, um die Absperrventile 66 und 67 zu Verschließen, und über die Leitung 60 zu den Leitungen
51 und 53 zugeführt, um die Absperrventile 68 und 69 zu verschließen. Bei diesem Absperren wird das durch die
Pumpen Pl und P2 zugeführte Fließmittel über die Steuereinheiten PMi und PM 2 sowie über die
Absperrventile 71 bis 74 zum Tank Π und zurück über Leitung 62 oder über die Druckentlastungsventile 55
und die Rückführleitung 75 abgezogen.
Im folgenden wird die hydraulische Hauptventilstation M1 beschrieben. Diese ist in Fig.3A gezeigt und
weist identische Ventilanlagen VA und VB für die Steuerung der Fließmittelzufuhr von Leitung 60 zu den
Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten RA bzw. RB auf. Die Ventilanlagen weisen pneumatisch betätigte Abschaltventile
VA und VB mit Öffnungen 1 bis J auf. Wenn die Ventile ViA und Vlßoffen sind (Verbinden
der Öffnungen 1 und 2), lassen sie das Fließmittel von Leitung 60 zu den Eingangsöffnungen 24 der Hydraulikzylinder
22 und 23 zu und bewirken die Vorwärtshübe der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten RA und RB.
Die Station Mi weist auch pneumatisch betätigte
Drehschieber V2A und K2ß auf, die Öffnungen 1 bis 7 und Schleifen LA und LB zwischen den Steuerventilen
V2A und V2B und den Einlassen 24 der Zylinder 22 und
23 haben. Die Schleifen LA und LB weisen Entlastungsabsperrventiie
V3A und VjB auf, die parallel rnh
Differential-Absperrventilen V4A bzw. V4B verbunden sind, wobei die letzteren Ventile V4/4 und V4ß auf
10,5 kg/cm2 weniger als Anlriebsdruck in Leitung 60
eingestellt sind.
Die Drehschieber V2A und V2B sind zwischen Druck- und Ablaßstellungen bewegbar und sind
normalerweise zu tier Druckstellung (Verbinden der Öffnung 2 bis 5) vorgespannt, so daß Fließmittel von
Leitung 60 normalerweise zu den Schleifen LA und LB zugeführt wird, wodurch die Antriebs-Kolben^Zylinder-Einheilen
RA und RB auf 10,5 kg/cm2 weniger als der
Arbeitsdruck der Leitung 60 unter Druck gesetzt werden. Wenn sie sich in ihrer Auslaßstellung befinden
(Verbinden der Öffnungen 2 bis 4), strömt Fließmittel von Leitung 60 in die Eiitleerüngsventile K5A öder
K5S und öffnet diese, welche mit den Auslassen 25 der
Zylinder 22 und 23 in Verbindung stehen, wodurch die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten RA und RB entleert
werden.
Die Ventilanlagen VA und Kßsind so ausgebildet, daß
sie den Vorwärtshub einer Kolbenzylindereinheit bewirken, während fie zur gleichen Zeit den Rückhub
der anderen Kolben-Zylinder-Einheit bei größerer Geschwindigkeit bewirken, damit die zurücklaufende
Kolben-Zylinder-Einheit vor ihrem Vorwärtshub unter Druck gesetzt werden kann. Dieses Merkmal ermöglicht
die Umkehr und Vorbeladung der rücklaufenden Kolbenzylindereinheit auf 355 kg/cm2 (10,5 kg/cm2 weniger
als der Arbeitsdruck 366 kg/cm2); wenn sie die erste ausdehnende Kolben-Zylinder-Einheit für die
Umkehr verlangsamt. Hierdurch werden Schwankungen im Ausgang bei hohem Druck auf einem Minimum
gehallen, und es wird sichergestellt, daß die hydraulische Vorrichtung mit den Verstärkern einen stabilen
Druckausgang liefert.
Unter Bezugnahme auf die Fig.3A bis 3B wird im
folgenden die pneumatische Steuertafel beschrieben, die mit APl bezeichnet ist und mit Druckluft von der
Luftzufuhreinheit ASi gespeist wird, welche ihrerseits
einen Lufttank 80 aufweist, der mit Luft von einem Kompressor 81 gespeist wird, der von der Dieselmaschine
Di angetrieben wird. Die Tafel ACl nimmt Luft vom Tank 80 über die Leitung 82 auf und weist einen
solenoidbetätigten Ein-Aus-Fernschalter AV16 und einen von Hand betätigten Ein-Aus-Fernschalter A V12
auf.
Ein Richtungssteuerschalter A K14 mit Öffnungen 1 bis 4 ist durch eine Feder in die normale Betriebsstellung
(Verbindung der öffnungen 1 und 2) vorgespannt und hat eine Rücksetzstellung (Verbinden der Öffnungen 1
bis 3). Eine Rücksetzschaltung zum Rückführen der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten RA und RBm ihre
Startstellungen steht in Verbindung mit der öffnung 3 des Schalters AViA, und ein Handrehschieber AVIl
(oder Richtungssteuerventil) steht in Verbindung mit öffnung 2 des Schalters AK14. Das Ventil AKIl hat
zwei Stellungen, die Stellung 1 für die automatische Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheiten und die
Stellung 2 für die langsame Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheiten.
Wenn das Ventil A Vl 1 in Position 1 gezogen ist führt es Luft in die Kreuzungsstelle 85 und über das
Wechselventil A V9 an die Kreuzungsstelle 86, wo die Luft in drei Richtungen abgeleitet wird. Die Leitung 87
leitet die Luft in die Hauptpumpeneinheit Pl, Leitung
88 leitet Luft zu einem Umkehrventil AV7 mit
öffnungen 1 und 6 und von dort zum Abschaltventil ViA oder ViSin der Hauptventilstation 1, und Leitung
89 leitet Luft zu dem Relaisventil AV3A ab. Die
Zweigleitung SO leitet Luft von Leitung 87 zum Relaisventil A V3Ä Luft wird auch über die Kreuzungsstelle 85 und die Leitung 71 zu den Stößelventilen
A VlA bis B und A V2A bis B{Flg.3A) zugeführt die
zur Betätigung durch die Nocken 31 an den vorderen
und rückwärtigen Verlängerungen der Kolben-Zylinder^Einhetten
angeordnet sind. Eine Zweigleitung 92 verbindet diese Luft mit Öffnungen 6 von Drehschie*
Bern oder Richtungssteuerventilen V2A und V2B und spannt diese in ihre unter Druck stehende Position vor.
Es sei bemerkt, daß das Umkehrventil AVl zwei Stellungen hatj Stellung 1 (Öffnung der Tore oder
öffnungen 1 und 2) für die Zulassung von Luft zum Ventil ViA über das Absperrventil A ViA und Leitung
94, und Stellung 2 (Öffnen der öffnungen 1 bis 3) für das
Zulassen von Luft zum Ventil VIB über das Absperrventil AVSB und Leitung 95. Die Tafel APi
weist auch Halteventilc AK4A und AV4B mit öffnungen 1 bis 4 auf, die zwischen den normalerweise
offenen Stellungen (Verbinden der Öffnungen 1 und 2) und den Sperrstellungen (Verbinden der Öffnungen 2 bis
3) bewegbar sind. Diese Ventile werden in ihre Sperrstellungen bewegt, wenn Luft über das Ventil
AVl zum Ventil A V4A in Leitung 97 und zum Ventil
A K4Ddurch Luft in Leitung 98 strömt.
Wenn das Ventil AKIl in die Stellung 2 gebracht
wird, führt es Luft zu einem gelenkbetätigten Dreisteliungssteuerventil
4K10, das in Stellung 3 durch eine Feder vorbelastet ist, wodurch der Luftstrom und die
Bewegung der Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten vollständig angehalten werden. In der Stellung 1 schafft das
Ventil AKlO Verbindung mit der Ventilstation Mi und
bewirkt, daß das Fließmittel in den Zylinder 22 gepumpt wird und Fließmittel aus Zylinder 23 abgelassen wird,
wodurch die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten RA sich nach vorn bewegen und die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RB zurückgeführt werden können. Das entgegengesetzte Ergebnis erhält man, wenn das Ventil
AViO sich in Stellung 2 befindet, wobei durch die Verbindung die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA
zurückgeführt und die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB nach vorn bewegt werden können. Während
langsamer Bewegungen befinden sich die Stößelventile AViA-B und AV2A-B außer Betrieb, und das Ventil
A V10 wird zum Setzen der Stößelventile AViA-B und
AV2A-B verwendet sowie um Spielräume, Abstände
usw. aufzuhalten.
Im folgenden wird die Betriebsfolge und zu Beginn insbesondere das Rücksetzen beschrieben. Bevor der
Betriebszyklus begonnen wird, wird die Anlage zurückgesetzt. Um dieses zu tun, wird die Dieselmaschine
D 1 eingeschaltet, und die Hilfspumpe P3 belädt den Druckspeicher oder Akkumulator ACl auf 703 kg/cm2
vollständig. Die Maschine Di startet auch den Kompressor 81, so daß Luft über die Leitung 82 zur
-Steuertafel APl strömt Das Ein-Aus-Solenoidventil
AV16 wird dann erregt, und das Ein-Aus-Handventil
A V12 wird in die Aus-Stellung gebracht Das Anlagerücksetzventil A V14 wird dann niedergedrückt,
gehalten, und das Ventil A V12 wird in die Startposition
gezogen, um die Luft von Leitung 82 zum Kreuzungspunkt 100 zu verbinden. Die Luft verzweigt sich über
Leitung 101 zum Hydraulikventil PV8, öffnet dieses Ventil und läßt Fließmittel in die Pumpeneinheit BPi
strömen, wo sie von den Absperrventilen 66-69 abgesperrt wird, und fließt über Leitung 60 zur
Ventileinheit M1 bei Speicherdruck 70,3 kg/cm2.
Luft verzweigt sich auch von der Kreuzungsstelle 100 über die Leitung 102 zur Kreuzungsstelle 103 und über
die Wechselventile AK17A und B und die Leitungen
104 und 105 zu öffnungen 7 der Drehschieber oder
Richtungssteuerventile V2A und V2B, wodurch diese Ventile dem Druck auf Öffnungen 6 entgegenarbeiten
10
20
und Öffnungen 2 mit Öffnungen 4 und Öffnungen 3 mit Öffnungen 5 verbinden. Luft strömt auch von Leitung
102 über Zweigleitungen 107 und 108 durch Wechselventile AV13/4 und AV13B zu Öffnungen 4 von
Luftventilen AV3A und AV3B und bringt sie in Stellung 1.
Das Öffnen des Ventils PV8 führt Von der Hilfspumpe P3 über die Zuführleitung 60 und über
öffnungen 2 bis 4 der Ventile V2A und V2B zu, um die
Ablaßventile V5A und V5B zu öffnen und die Hauptverstärker-Kolben-Zylinder-Einheiten RA und
RB mit dem Auslaß zu verbinden. Wenn diese Hauptoder Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten mit dem
Auslaß verbunden sind, führt der Druckspeicher bzw. Akkumulator ACl öl zu den kleinen Rückhol-Kolben-Zylinder-Einheiten
QA und QB, wodurch die Rückhübe beider Verstärkereinheiten erfolgen. Nach Beendigung
der Rückhübe werden die Stößelventile A V2A und A V2B niedergedrückt, wobei der Anlagerückselzzyklus
beendet wird. Das Anlagerücksetzventil AV14 wird
dann freigegeben.
Die Anlage wird dann in die neutrale oder Ruhestellung gebracht. Wenn sich die Anlage wie oben
beschrieben in der Zyklusrücksetzstellung befindet, wird die Antriebsmaschine TM1 betätigt, um die Hauptpumpen
Pl und P2 zu starten. Da die Dieselmaschine D 1 noch läuft, wird Fließmittel von der Förderpumpe P4
bei 10,5 kg/cm2 über Filter FlA und FiB den Hauptpumpen Pl und P2 zugeführt. Diese tragen über
Leitungen 50 bis 53 und — da die Entlüftungsventile 54 offen sind — über Beipaßventile 55 und Leitung 75 zum
Zuführtank 7*1 bei Druck Null zurück aus.
Folgendes gilt bei Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA vorwärts — Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB
mit Vordruck beaufschlagt: Während die Pumpen zum &
Tank fördern, ist die Anlage für den Start eines automatischen Zyklus bereit Wenn beide Haupt- oder
Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten RA und RB vollständig zurückgeführt sind und auf den Stößelventilen
AV2A und AV2B ruhen und alle Pumpen laufen und das Luftventil A V7 in der gezeigten Position 1 ist, wird
das Ventil AVIl in Position 1 gezogen, um Luft mit der
Kreuzstelle 85 zu verbinden, von wo sie zu den Stößelventilen AVIA-ßund AV2A-Düber Leitung 91
und zur Kreuzstelle 86 über das Wechselventil AV9 abgeleitet wird.
Da die Stößelventile A V2A-5 anfänglich in Eingriff
sind, strömt Luft über diese Ventile und über Leitungen 110 und 111 über die Wechsel ventile A V5 A und A V5B
und über die Wechselventile A V13A und AB 135 zur öffnung 4 der Relaisventile AV3A und A V3ß, wobei
diese Ventile in Stellung 1 bewegt werden. Konstanter Luftdruck in Leitung 92 wird auf die Öffnungen 6 der
Ventile V2Aund V2B gebracht, um diese Ventile gegen
die in den Zeichnungen dargestellten Positionen vorzuspannen.
Die Luftzufuhr zur Kreuzstelle 86 wird in drei Richtungen geleitet:
1. Über Leitung 87 zu den Solenoidventilen AViSA-D zum Beladen oder Beschicken der
Hauptpumpen Pl und P 2 und über den Zweig 90 zur öffnung 1 des Relaisventils AV3B, wo sie
gesperrt wird;
2. über Leitung 88 durch das Umkehrventil A V7 zur öffnung 3 des Steurventils VlA, wobei dieses
Ventil geöffnet wird und der Vonvärtshüb der
Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA begonnen wird, und über Zweig 97 zur öffnung 4 der
45
50
55
60
65 Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA und über Zweig 97 7.ur Öffnung 4 des Ventils A VAA zum
Halten dieses Ventils in Sperrstellung;
3. über Leitung 89 zur Öffnung 1 des Relaisventils
3. über Leitung 89 zur Öffnung 1 des Relaisventils
A V3A, wo sie angehalten wird.
Die Hauptpumpen Pl und P2 führen bei Belastung Fließmittel über das Ventil KlA in den Hauptverstärkerzylinder 22 zu, wobei der Vorwärtshub der Antriebs"Kolben»Zylinder-Einheit RA begonnen wird und öl von den kleinen Rückhol-Kolben-Zylihdef-Einheiteti QA in den Akkumulator ACi hineingebracht wird; oder wenn der Akkumulator vollständig geladen ist, Fließmittel über das Entlastungsventil V6 zum Tank 7*1 gebracht wird. Zur selben Zeit strömt Antriebsfließmittel über Öffnungen 2 bis 5 des Ventiles V2B zum Ventil VAB in der Schleife LB. Das Ventil AB schließt, wenn der Druck auf der mit der Antriebs-Kolben-Zylmder-Einheit RBm Verbindung stehenden Auslaßöffnung einen Wert von 10,5 kg/cm2 weniger als der Druck in Leitung 60 erreicht, wodurch die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB auf nicht mehr als 10,5 kg/cm2 der sich bewegenden Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA mit Druck beaufschlagt wird.
Die Hauptpumpen Pl und P2 führen bei Belastung Fließmittel über das Ventil KlA in den Hauptverstärkerzylinder 22 zu, wobei der Vorwärtshub der Antriebs"Kolben»Zylinder-Einheit RA begonnen wird und öl von den kleinen Rückhol-Kolben-Zylihdef-Einheiteti QA in den Akkumulator ACi hineingebracht wird; oder wenn der Akkumulator vollständig geladen ist, Fließmittel über das Entlastungsventil V6 zum Tank 7*1 gebracht wird. Zur selben Zeit strömt Antriebsfließmittel über Öffnungen 2 bis 5 des Ventiles V2B zum Ventil VAB in der Schleife LB. Das Ventil AB schließt, wenn der Druck auf der mit der Antriebs-Kolben-Zylmder-Einheit RBm Verbindung stehenden Auslaßöffnung einen Wert von 10,5 kg/cm2 weniger als der Druck in Leitung 60 erreicht, wodurch die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB auf nicht mehr als 10,5 kg/cm2 der sich bewegenden Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA mit Druck beaufschlagt wird.
Folgendes gilt für Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB vorwärts — Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA
hält an: Nach Vervollstädigung des Vorwärtshubes der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA wird das Stößelventil
A V1/4 herabgedrückt, wodurch Luft über
Leitung 115 und Wechselventil AV6A zur Öffnung 1
des Halteventils AVAA zugelassen wird. Da das Ventil AVAA jedoch noch durch Luft auf öffnung 4 in
Sperrstellung gehalten wird, bleibt es gesperrt. Luft wird auch über Zweigleitung 116 zur Öffnung 5 des
Umkehrventils AV7 zugelassen, wobei dieses Ventil betätigt wird (Verbinden der Öffnungen 1 bis 3 und
öffnungen 2 bis 4). Ein Übergang von Luft erfolgt, die über Leitung 88 von Leitung 94 zu Leitung 95 zugeführt
wird. Dementsprechend strömt Luft über das Absperrventil A VSB und wird über Leitung 95 zur Öffnung 3
des Ventils ViB zugelassen und öffnet dieses Ventil, wobei Antriebsmittel zur Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RB zugelassen wird, um den Start ihres Vorwärtshubes zu beginnen. Luft wird auch über
Leitung 98 zur öffnung 4 des Halteventils AVAB zugeführt, wodurch dieses Ventil in seine Sperrstellung
bewegt wird.
Zur gleichen Zeit, aber mit geringerer, durch das Venril A VSA eingestellter Geschwindigkeit bläst Luft
aus öffnung 3 des Ventils VlA über Leitung 94 und die
Ventile A VSA und A V7 ab und stellt Ventil ViA in die
geschlossene Stellung zurück. Hierdurch wird die Vorwärtsbewegung der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RA angehalten. In diesem Zustand nimmt die Antriebs-Kolben-Zyiinder-Einheit RB den ganzen
Hauptpumpenausgang über das Ventil VlBauf.
Wenn die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA zurückkehrt und Druck ausübt und wenn Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RB anhält, gilt: Wenn der Druck von Öffnung 3 des Ventils ViA austritt, bläst die
öffnung 4 des Ventils AVAA ebenfalls mit derselben Geschwindigkeit und zur selben Zeit ab, setzt das Ventil
AV4A zurück und öffnet öffnung 1 zu Öffnung 2,
Hierdurch ist es möglich, daß Luft vom Stößelventil AVlA über Ventil AVAA zur Öffnung 5 des
Relaisventils A V3A geführt wird, wobei dieses Ventil AV3A in die Stellung 2 geschoben wird und Öffnung 1
in Verbindung mit Öffnung 2 gebracht wird. Die Luft in Leitung 89 wird deshalb durch dieses Ventil gerichtet
sowie durch das Wechselventil AV\7A zur Öffnung 7 des Drehschiebers V2A über Leitung 104, wobei die
dem Luftdruck gegen Öffnung 6 von Leitung 92 entgegenwirkt und Öffnungen 2 bis 4 und Öffnungen 3
bis 5 öffnet. Diese Tätigkeit gestattet, daß Treibfließmit- >-,
tel Ventil V5A entleert. Zylinder 22 entlastet mit einer vom Ventil V3A bestimmten Geschwindigkeit, und
nach Vervollständigung der Entlastung öffnet das Ablaßventil V5A und entleert die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RA über das Ventil V5A bzw. macht sie luftleer.
Wenn die Antriebs'Kolben-Zylinder-Einheit RA vollständig zum Ausblasen geöffnet wird, betätigt der
beladene Akkumulator ACX die kleinen Rückhol-Kolben-Zylinder-Einheiten
QA, und die Antriebs-Kolben- \-s
Zylinder-Einheit RA beginnt ihren Rückhub, wobei zuerst das Stößelventil AViA freigegeben wird und
nach Beendigung des Rückhubes das Stößelventil A V 2A betrieben wird. Durch die Freigabe des
StöBeiveniiis AViA wird durch öffnung 5 das m
Relaisventils AV3A entleert, und der Betrieb des Stößelventils A V2A läßt Luft zur öffnung 4 von A V3A
wodurch dieses Ventil sich in Stellung 1 bewegt und den Luftstrom durch Leitung 89 absperrt. Die Freigabe des
Stößelventils A V\A entleert auch Öffnung 5 des Umkehrventils A V7 über Leitung 116. Da dieses Ventil
jedoch nicht durch eine Feder vorgespannt ist, bleibt es zeitweise in der Umkehrstellung, bis es wieder betätigt
wird.
Unterdessen vollführt die Antriebs-Kolben-Zylinder- jn
"Einheit RB noch ihren Vorwärishub und befördert Fließmittel von den Rückhol-Kolben-Zylinder-Einheiten
QBm den Akkumulator ACl. Die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA wird über Ventil V2A mit Druck
beaufschlagt und befindet sich am Beginn ihres Vorwärtshubes. Nach Beendigung des Vorwärtshubes
der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB wird das Stößelventil AViB betätigt, und Luft wird über Leitung
118, Wechselventil A V6Bund Leitung 120 zur öffnung
6 des Umkehrventils AV7 geführt, wobei dieses Ventil
sich in Stellung 1 bewegt und öffnung 1 mit öffnung 2
verbindet. Luft wird auch zur Öffnung 1 des gesperrten Ventils A VAB geführt.
Folgendes gilt auch für Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA vorwärts — Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RB wieder mit Druck beaufschlagt: Bei der Umkehr führt das Ventil AV7 Luft über Leitung 94 zu, um das
Ventil ViA zu öffnen, wodurch Fließmittel von der Hauptpumpenzufuhr zum Zylinder 22 gebracht wird.
Hierdurch wird die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA nach ihrem Vorwärtshub wieder gestartet Gleichzeitig
schneidet Ventil AVl Luftdruck zu Leitungen 95 und 98 ab, und als Folge entleeren sich diese Leitungen
über die Ventile AV8B und AV7. Das Entleeren der Leitung 95 — wie es für das Entleeren der Leitung 94
der Fall war — bewirkt, daß das Ventil VlB die Zufuhr
des Antriebsmittels zur Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB schließt und abschneidet Infolgedessen hält die
Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB an. Das Entleeren der Leitung 98 entlastet das Ventil A VAB, öffnet die
öffnung 1 zu Öffnung 2 und ermöglicht es, daß Luft in Leitung 118 das Relaisventil AV3B in Stellung 2
betätigt wobei Öffnung 1 mit Öffnung 2 verbunden wird.
Diese Tätigkeit ermöglicht die Zufuhr von Luft von der Zweigleitung 90 über das Relaisventil A V3B und
das Wechselventil A VUBzur Öffnung7 des Drehschiebers
oder richtungsgesteuerten Ventils V2B, wobei die Öffnungen 2 bis 4 geöffnet werden und es ermöglicht
wird, daß Antriebsmittel zum Ablaßventil V5B geführt werden. Der Zylinder 23 wird dementsprechend mit
einer durch das Ventil V3B in der Schleife LB festgesetzten Geschwindigkeit herabgedrückt. Nach
Beendigung dieser Verminderung öffne+ sich das Ablaßventil V5A, und unter dem vom Akkumulator
ACl auf die Rückhol-Kolben-Zy'linder-Einheiten QB ausgeübten Druck entleert die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RB über Ventil V2B und beginnt ihr Rückhub.
Die Anlage beginnt also dann einen weiteren Zyklus. Der Vorwärtshub beansprucht eine lagere Zeit als der
Rückhub, damit die zurücklaufende Antriebs^-Kolben-Zylinder-Einheit
mit Druck beaufschlagt wird, während sie ihren nächsten Vorwärtshub erwartet. Ferner schafft
die Anlage durch Druckbeaufschlagung der zurückgeführten Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit bis auf nicht
mehr als 10,5 kg/cm2 der sich vorwärts bewegenden Äntriebs-Koiben-Zyiinder-Einheit einen gleichmäßigen,
relativ impulslosen Ausgangsstrom, der den mechanischen Abrieb bei Ventilbewegungen minimal hält und
die Lebensdauer der Anlage verlängert.
Für die Einstellung der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA oder der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RB gilt: Eine manuelle Anlage ist zum Einstellen der Stößelventile, der Absperrabstände usw. vorgesehen.
Die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA wird durch Bewegung des Luftventiles AVIl in die Stellung 2
eingestellt, wodurch die Luftzufuhr mit Ventil AVlO verbunden wird und Ventil AKlO in Position 1 besvegt
wird. Luft strömt dann zur Kreuzstelle 125 und Kreuzstelle 126. Von der Kreuzstelle 126 verzweigt sich
die Luft über die Wechselventile AV5A und AV134
zur öffnung 1 des Relaisventils A V3A, wobei sie dieses Ventil in die Sperrstellung 1 bringt. Luft verzweigt sich
über Leitung 127 und über Wechselventil AV6ßund
Ventil A V5ßzuröffnung6des Relaisventils AVAB. wo
sie dieses Ventil in Stellung 2 bringt. Luft strömt auch durch Leitung 120 zur C'ffnung 6 des Umkehrventils
A V7 und bringt dieses Ventil in Position 1.
Von der Kreuzstelle 125 strömt Luft durch die Wechselventile AV15 und A V9 zur Kreuzstelle 86. wo
sie in drei Richtungen abgeleitet wird. Die Le-.-'ung 87
führt Luft den Solenoidventilen AV18A-Ezu, welche
die Zuführpumpen Pl und P2 steuern. Die Leitung 89 verbindet die Luft mit der Öffnung 1 des Relaisventil
AV3A. wo sie blockiert wird, und die Leitung 88 verbindet die Luft über Ventil AV7 und AVSA mit
Öffnung 3 von VlA, wodurch dieses Ventil geöffnet und
Antriebsmittel von Leitung 60 zur Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RA zugelassen wird, die ihren Vorwärtshub beginnt.
Zur selben Zeit führt die Zweigleitung 90 Luft über das Relaisventil AV3ßund das Wechselventil AV17S
zur öffnung 5 des Drehschiebers oder richtungsgesteuerten Ventils V2fl, wodurch Antriebsmittel dem Ventil
V5fl zugeführt wird und der Rückhub der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
Äßbewirkt wird.
Da jede Bewegung anhält wenn das Ventil AVlO in die Stellung 3 bewegt wird, kann die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RA nach vorn eingestellt werden, daß das Ventil AVlO intermittierend in Stellung 1 und in
Stellung 3 bewegt wird, um eine langsame Bewegung zu bewirken.
Die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB wird in gleicher Weise dadurch eingestellt daß das Luftventil
AVlO in Stellung 2 gebracht wird. Hierdurch wird Luft
zu den Kreuzstellen 130 und 131 verbunden. Von der Kreuzstelle 131 strömt Luft durch das Wechselventil
AV6A und das Halteventil AVAA zur Öffnung 5 des
Relais A VZA, wobei dieses Ventil in Stellung 2 gebracht wird; und auch über Leitung 16 zur Öffnung 5 des
LJmkehrventils AV7, wobei auch dieses Ventil in Stellung 2 gebracht wird. Luft wird auch über Leitung
132 und über die Wechselventile AV5Bund A V135 zu
öffnung 4 des Relaisventils AV3B verbunden, wobei
dieses Ventil in Stellung 1 gebracht wird.
Von der Kreuzstelle 130 wird die Luft über die Wechselventile A V15 und AV9 zur Kreuzstelle 86
geleitet, wo sie wieder in drei Richtungen abgeleitet wird. Die Luft in Leitung 87 wird wiederum den
Solenoidventilen A V18A-E7.uge(ührt Diesmai wird die
Luft jedoch in der Zweigleitung 90 bei Öffnung 1 des Relais AV3B gesperrt; das Ventil AVl verbindet die
Luft in Leitung 88 mit Öffnung 3 des Ventils VlB, betätigt dieses Ventil und läßt Antriebsmittel zur
Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB zu, um ihren :o
Vorwäftshub zu starten; und Luft in Leitung 89 strömt durch das Relaisventil AV3A und das Wech-elventil
A V174 zur öffnung 7 des Drehschieberventils V2A,
betätigt dieses Ventil und läßt Antriebsmittel zum Auslaßventil V5A zu, wodurch die Rückführung der
Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RA bewirkt wird.
Somit kann durch ein ähnliches pneumatisches Netz die Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit RB dadurch eingestellt
werden, daß das Ventil AVlO intermittierend in Stellung 2 und in Stellung 3 (Ausstellung) bewegt wird.
Nur wenn dieses Ventil in Stellung 1 oder 2 bewegt wird, werden die Hauptpumpen beschickt. Während der
Langsambewegungszustände sind die Stößelventile A Vi A-ßund A V 2A-5 außer Betrieb.
Not-Stops: Während jeder Verstärkereinheit kann » ein Notanhalten durch Niederdrücken des Ventil A V12
oder Entregen des Ventils A V16 bewirkt werden. Diese
Ventile unterbrechen die Luftzufuhr und entleeren die Anlage. Diese Tätigkeit entlastet unmittelbar die
Hauptpumpen und hält jede Bewegung der Verstärker-Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
RA und RB an.
Man erkennt deshalb, daß ein gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauter Druckverstärker erwünschte
Merkmale und Vorteile schafft Beispielsweise hat ein die Turbine und Hauptpumpen, wie oben beschrieben,
verwendender Verstärker die folgenden theoretischen Ausgänge:
Volles Pumpen
983 kg/enr χ 29,42 m3/h = 790 kW
= 1800 U pm bei 302 kg/cm2
1190kg/cnr χ 24,45 m'/h = 790 kW
= 1500 Upm bei 366 kg/cnr
2/3 Pumpen
1480 kg/cm2 χ i6.3rn'/h = 730 kW
= 1500 Upm bei 457 kg/cm2
Die hydraulische Vorrichtung ist somit in der Lage, einen Hochdruckausgang zu liefern, was zum Aufbrechen
von Formationen und dergleichen nützlich ist
Ferner ist der hydraulische Verstärker in der Lage, einen Hochdrudrausgang mit minimaler Druckschwankung,
auch bei einer Vielzahl von Drücken, zu liefern, so daß der Ausgang aus einem gleichmäßigen, relativ nicht
pulsierenden Strom besteht, der die Kraftstöße auf den Verstärker minimal hält. Der Verstärker ist bestens für
eine Anlage mit Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten mit langem Hub und großem Durchmesser geeignet, der
die Frequenz des Betriebes reduziert, so daß geringere Ermüdungs- und Abriebszyklen bei den Ventilen
gegeben sind, wodurch eine verbesserte Lebensdauer und eine Minderung der gesamten Wartungskosten
erreicht werden.
Hierzu 4 Mall Zuichnurmcn
Claims (2)
1. Hydraulische Vorrichtung zum Aufbrechen und Bohren von Erdformationen, mit zumindest zwei
alternierend beaufschlagbaren Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten,
durch die ein Arbeitsmittel mit extrem hohem Druck einem Bohrloch zuführbar ist,
mit getrennt angeordneten Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten, die in Reihe mit den Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheiten
verbunden sind, mit einer Druckmittelquelle zur Beaufschlagung der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheiten
und mit einer Steuerung, durch weiche die Kolben der Antriebs-Kolben-Zy-Iinder-Einheiten
beim Rückwärtshub mit einer größeren Geschwindigkeit bewegbar sind als beim Arbeitshub und durch weiche der zurückgezogene
Antriebskolben vor Entlastung des anderen Antriebskolbens mit Druckmittel beaufschlagbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vor riehtung zusäii'jch gesteuerte Differential-Absperrventile
(V4 A, V 4 B) aufweist, durch weiche der
zurückgezogene Antriebskolben (RA, RB) vor Entlastung des anderen Antriebskolbens (RB, RA)
mit einem Vordruck beaufschlagbar ist, der geringer ist als der Arbeitsdruck der Druckmittelquelle.
2. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß tür die Rückbewegung
der Antriebs-Kolben (RA, /?5)getrennte Rückholzylinder
(34) und eine getrennte Energiequelle (AcI) vorgesehen sind, wobei die Rückbewegung der
Arbeits-Kolben (PA, PB) nach der Druckentlastung und vor der Beaufschlagung mit dem Vordruck
unabhängig von der Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung ist.
in
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